Cet article publié dans la dernière édition du rapport « Early childhood matters » (la petite enfance compte) de la fondation néerlandaise Bernard Van Leer synthétise les découvertes récentes sur le cerveau des tout-petits. L’auteure, Patricia K.Kuhl, co-directrice de l’institut pour l’apprentissage et les sciences du cerveau à l’Université de Washington, est spécialiste du développement précoce du langage. Elle résume ainsi ses travaux : comment un jeu en apparence aussi anodin que le « coucou/caché » peut modifier d’importantes aires cérébrales et stimuler l’ensemble des compétences localisées dans ces aires.

Lors de la première année de vie, le cerveau grossit très rapidement et les aires cérébrales commencent à se spécialiser selon les expériences environnementales. C’est ce que rappelle Patricia K.Kuhl en introduction de cet article proposé dans la version 2017 du rapport « Early childhood matters » de la fondation néerlandaise en Bernard Van Leer (nous avions chroniqué l’édition 2016). A la naissance, les bébés sont littéralement des « citoyens du monde » en ce qui concerne le langage. A l’issue de la première année de vie, modelé par les sons de son environnement, le cerveau des bébés ne peut plus distinguer des sons exclusivement utilisés dans d’autres cultures. L’exemple le plus souvent donné est celui des enfants japonais. Le « l » et le « r » n’existent pas dans la langue japonaise. A 6-8 moi des bébés japonais peuvent encore distinguer ces sons. A 10 mois ils ne le peuvent plus. Dans leur laboratoire, Patricia K.Kuhl et son équipe ont également cherché à savoir si les bébés pouvaient apprendre à distinguer les sons avec des vidéos.

Les interactions sociales impactent le développement cognitif

Les chercheurs ont mené une expérience avec deux groupes d’enfants de 9 mois. Le premier groupe regardait des livres et jouait avec un intervenant s’exprimant dans une langue jamais entendue par l’enfant auparavant, le second groupe était exposé aux mêmes livres et aux mêmes jeux avec le même intervenant mais à travers des vidéos. Résultat : les bébés qui ont regardé les vidéos n’ont rien appris. En revanche l’apprentissage était très élevé pour les enfants exposés à la langue étrangère avec un être humain interagissant socialement avec eux. Patricia K.Kuhl précise que ces résultats ont constitué une vraie surprise. A l’époque en effet (2003), si les scientifiques considéraient les interactions sociales du quotidien comme vitales pour le développement social et émotionnel de l’enfant, ils ne leur attribuaient pas beaucoup d’importance pour son développement cognitif. Le cerveau du bébé est en fait « en attente d’expérience ».

« Lorsque l’environnement fournit le bon type de stimulus au moment idoine, les réseaux neuronaux se constituent sur la base de ce stimulus, détaille Patricia K.Kuhl dans cet article. Entre 6 et 12 mois le cerveau du bébé « attend » du langage, et il l’attend de façon socialisée. Quand ça se produit, l’acquisition est extraordinaire. Nos études ont montré que le fait d’engager un enfant dans des échanges verbaux active non seulement les aires auditives du cerveau mais aussi celles que l’enfant utilise quand il est socialement engagé et répond aux adultes, instituant une sorte de réponses en feedback entre les parents et l’enfant ».

La musique accroît la capacité des bébés à détecter les éléments prévisibles de leur environnement

En 2016, l’une des étudiantes doctorantes de Patricia K.Kuhl, Christina Zhao, pianiste concertiste, a de son côté souhaité étudier les effets de la musique sur le cerveau des bébés. Le laboratoire a donc repris ses expériences initiales mais au lieu d’être exposés à une nouvelle langue, les bébés étaient exposés en groupe, avec leurs parents, à un rythme musical spécifique, la valse, sous plusieurs formes. Pendant la diffusion musicale, parents et enfants jouaient ensemble, et les parents aidaient les bébés à taper le rythme de la musique à l’aide de petits tambourins et maillets. Le groupe contrôle jouait lui aussi, notamment avec des maillets et des tambourins, mais sans être exposé à la musique. Après cette première phase, les enfants (tous cette fois ci) ont de nouveau été exposés aux morceaux musicaux, dans lesquels, de temps à autres, un contre-temps survenait : la note attendue arrivait avec une fraction de seconde de retard. Objectif : voir si le cerveau des enfants du groupe test, préalablement exposés, réagissait davantage à ce contre-temps. Les chercheurs s’attendaient à ce que les enfants du groupe test manifestent une meilleure activité cérébrale dans l’aire auditive. A leur grande surprise, une autre différence est survenue: le cerveau de ces enfants a également davantage réagi au niveau du cortex pré-frontal, zone qui permet de contrôler l’attention et de percevoir des modèles, des schémas, des éléments prévisibles.

Les chercheurs ont refait l’expérience pour voir si cette intervention axée sur la musique pouvait améliorer la capacité des enfants à détecter d’autres schémas, d’autres séquences non aléatoires, au-delà de la musique.
Ils ont donc testé ces enfants avec la langue japonaise, inconnue pour eux. Ils ont introduit une « fausse » syllabe, qui n’existe pas en japonais, dans le discours. Les enfants du groupe test ont montré une plus forte activité cérébrale à la fois dans l’aire auditive et dans le cortex pré-frontal. « L’expérience du rythme de la valse a amélioré leur capacité à reconnaître des rythmes également dans une langue étrangère », écrit Patricia K.Kuhl. Pour la chercheuse, les résultats suggèrent que lorsque les enfants sont soumis à des stimulations auditives, visuelles ou haptiques (perception par le toucher), cela ne développe pas seulement leur sens ou leurs organes mais favorise aussi la capacité à détecter et prédire des schémas dans leur environnement.

Détecter des schémas environnementaux établis : une compétence capitale

Or, pose la chercheuse, il s’agit d’une compétence capitale. Lorsque le cerveau est capable d’identifier rapidement dans son environnement les éléments prévisibles et les routines, il est plus libre pour créer. Elle estime que le cerveau des bébés renforce les aires qui concernent la détection des schémas par des routines très simples. « Lorsque qu’on joue de la musique et qu’on fait sauter l’enfant sur ses genoux en rythme, ou qu’on joue au « coucou-caché », on répète la même séquence, encore et encore. L’enfant sait qu’à la fin il aura le « coucou », il adore cette routine car il peut prédire la fin. Les enfants qui font l’expérience de ce type de routines voient le monde comme quelque chose de rationnel, ils cherchent des schémas dans l’environnement, et c’est très aidant pour eux. »

A l’inverse, note Patricia K.Kuhl, les enfants qui évoluent dans un univers chaotique lourd en stress ne font pas l’expérience de ces routines rassurantes qui les aident à prédire ce qui va venir. Ils ne font pas l’expérience d’activités ordinaires conduites de façon répétée et donc prévisible (manger, jouer, prendre son bain) qui donnent du sens, de la sécurité et de la confiance. Pour Patricia K.Kuhl, c’est évident : « les expériences précoces sont puissantes parce qu’elles fournissent des modèles ». Elles impactent l’architecture du cerveau et ce façonnage précoce du cerveau sert de base à sa croissance et ses compétences futures.